Ход работы и краткое описание предмета

Универсальный метод Федорова предназначен для исследования осности кристаллов, нахождения их оптических осей и определения угла между ними (в случае двуосного кристалла).

Основной особенностью прибора является то, что независимо от угла наклона образца к оптической оси микроскопа, лучи не отклоняются от своего пути.

Основанием прибора является плоское металлическое кольцо, укрепляемое двумя винтами на столике микроскопа. Кольца снабжены двумя стойками, поддерживающими столик. Последний состоит из двух вмонтированных друг в друга колец, соединенных цапфами, поворачиваясь в которых они могут наклоняться одно относительно другого. Внешнее кольцо - двойное. Поворот внутреннего кольца во внешнем вокруг оси М отсчитывается по лимбу, нанесенному на последнем. Кольцо и весь столик могут поворачиваться в двух цапфах в стойках вокруг оси I, лежащей в его плоскости. Второе кольцо поворачивается в первом вокруг оси К, лежащей в его плоскости. Угол наклона относительно кольца отсчитывается по откидным дужкам. Третье кольцо поворачивается во втором вокруг оси Н, перпендикулярной к К. Угол наклона отсчитывается по откидным дужкам. Поворот внутреннего кольца во внешнем вокруг оси N, отсчитывается по лимбу, нанесенному на последний. Во внутреннее кольцо вкладывается металлическая оправа для удержания образца.

Для выполнения работы на Федоровском столике необходимо произвести следующие операции:

1. Закрепить столик Федорова на предметном столике поляризацион­ного микроскопа так, чтобы ось I совпадала с плоскостью колебаний поляризатора.

2. Скрестить поляризатор и анализатор поляризационного микроскопа.

3. Поместить образец между стеклянными полушариями.

4. Вращая плоскость образца вокруг вертикальной оси N и изменяя угол ее наклона по отношению к плоскости, параллельной плоскости предметного столика микроскопа, добиться затемнения поля зрения (это положение соответствует первой главной плоскости индикатрисы).

5. Снять показания по соответствующим лимбам.

6. Те же измерения провести для положения второго затемнения, (что соответствует второй главной плоскости индикатрисы).

7. На сетке Вульфа построить стереографические проекции для трех главных плоскостей индикатрисы и определить положение главных оптических осей Ng и Np.

8. При помощи кварцевого клина определить положение осей Ng и Np на стереографической проекции.

9. Исследовать остальные образцы.

10. Составить отчет по проделанной работе.

Отыскание главных плоскостей индикатрисы

Главной операцией, выполняемой с помощью столика Федорова, является определение положения главных осей и плоскостей индикатрисы исследуемого кристалла. Такие определения основаны на следующем: если совместить одну из главных осей индикатрисы с осью I (т.е. ось I столика совпадает с плоскостью колебаний светового вектора на выходе из поляризатора) правильно установленного столика Федорова, то одна из главных плоскостей индикатрисы устанавливается перпендикулярно оси I, а, следовательно, совмещается с плоскостью симметрии микроскопа (т.е. с плоскостью колебаний в одном из николей). Поэтому установленный таким образом кристалл должен постоянно оставаться темным в скрещенных николях при вращении столика вокруг оси I. Исследуемый кристалл устанавливают в центре поля зрения. Вращая столик при скрещенных николях вокруг оси I, наклоняют его на возможно больший угол от себя и при этом положении ставят исследуемый кристалл на погасание, вращая внутренний круг столика вокруг оси N. Затем вновь поворачивают столик вокруг оси I в противоположную сторону, т.е. к себе, также на возможно больший угол. При этом кристалл в общем случае просветляется. Погасание кристалла восстанавливают, вращая столик вокруг оси Н. Далее опять поворачивают столик вокруг оси I от себя и, если погасание при этом не сохраняется, восстанавливают его опять вращением кристалла вокруг оси N, т.е., повторяют первую операцию. Затем повторяют вторую, наклонив столик на себя. Так поступают до тех пор, пока исследуемый кристалл не будет оставаться все время темным при вращении вокруг оси I. Это будет означать, что одна из главных осей индикатрисы совмещена с осью I. Вторую главную плоскость устанавливают таким же способом, повернув предварительно препарат вокруг оси до следующего погасания кристалла. Этим способом можно последовательно совместить все три главные плоскости индикатрисы с плоскостью симметрии микроскопа. Однако практически это оказывается, как правило, невозможным, из-за того, что при наклоне препарата на угол более 50° от горизонтального положения изображение кристалла теряет отчетливость, а затем начинает экранироваться оправами стеклянных сегментов и краями столика. Поэтому устанавливают обычно только две главные плоскости индикатрисы; положение третьей плоскости, наиболее наклоненной относительно нормали к поверхности препарата, находят графически построением стереографической проекции двух установленных плоскостей.